一种检测海水盐度传感器芯片制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于传感器技术领域，尤其涉及一种具有冗余多电极对的，一种检测海水盐度传感器芯片制造方法。
【背景技术】
[0002]海水盐度是海洋信息的一个重要参数，在渔业养殖等方面，盐度的高低与稳定性直接影响水生生物的成活率和发育状况，决定了水体的营养状况和动态分布；在船舶工业、海洋工程等方面，盐度与水体密度分布直接相关，并影响水流状况和水中声传播参数。
[0003]目前，海水盐度检测方法较多，其中，电极检测方法占有重要地位。电极检测方法通常有2电极法、3电极法、4电极法、7电极法；这之中，海水盐度7电极检测法精度最高。
[0004]申请号201310561955.X专利公开了一种基于MEMS技术的接触式四电极盐度传感器的制备方法，以石英片作为衬底，在石英片正面磁控溅射淀积一层Pt薄膜，光刻掩膜，制作盐度传感器的Pt四电极。
[0005]申请号03257730.3专利公开了一种新结构形式的四电极电导率传感器，电导池由两个安装在陶瓷底座上平行的电极支撑板构成，每个支撑板上镶嵌着铂金圆点电极组。电极组由一个直径较大的中心电极和设置在以中心电极为圆心的圆上的多个圆点电极组成。中心电极为电流电极，其他圆点电极在各自支撑板引线槽内并联后，成为电压电极。支撑板上的两个圆点电极组实际构成四电极形式，两个电流电极和两个电压电极。
[0006]申请号201010165360.9专利公开了一种新型结构的七电极电导率传感器，电导池导流管内壁有上下排列的七个镀铂膜圆环电极，每个圆环电极对应的导流管内壁的圆环凹槽内，各有一个穿透导流管管壁的圆柱孔，圆柱孔内有镀铂膜内层。圆柱孔内端口的镀铂膜内层与镀铂膜圆环电极连接，圆柱孔外端口的镀铂膜内层形成加厚镀铂膜焊圈，加厚镀铂膜焊圈与导流管外侧的铂金丝引线的一端焊接，铂金丝引线的另一端与连接传感器耐压水密壳体内信号转换电路的铜导线焊接。
[0007]申请号201410612672.8专利公开了一种盐度检测方法，将两块平行的极板，放到被测溶液中，在极板的两端加上一定的电势，然后测量极板间流过的电流；根据欧姆定律计算被测溶液的电导率，将两根平行安置的黄铜镀金表面的金手指做探头，根据不同的电导率，电桥将电阻的变化转换为输出电压的变化或者采用串连电阻分压法测量。
[0008]上述专利涉及到了二电极、四电极、七电极盐度检测传感器，由于其存在电极长期工作，容易形成极化现象，并产生极化阻抗影响测试精度。若能实现电极检测间歇式工作方式，并通过多个检测电极联合接力式工作模式，即可减少电极极化现象，并通过检测电极冗余工作提高检测精度。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种具有冗余多电极对、能够提高传感器盐度检测精度的，检测海水盐度传感器芯片制造方法。
[0010]一种检测海水盐度传感器芯片制造方法，包括以下步骤
[0011]步骤一:采用蓝宝石基片，化学清洗，除油、除尘；
[0012]步骤二:采用激光打孔技术，在电极焊点引出中心打微引线孔；
[0013]步骤三:采用溅射工艺，在蓝宝石基片表面沉积铑膜；
[0014]步骤四:采用热处理工艺，对沉积完铑膜的蓝宝石基片热处理，热处理温度1000-1200。。；
[0015]步骤五:采用光刻工艺，掩模光刻，形成检测电极图形，检测电极等间距分布在蓝宝石基片上同一个同心圆的四周；
[0016]步骤六:采用离子束刻蚀工艺，刻蚀铑膜检测电极图形，直至未掩模的铑膜全部刻蚀完成；
[0017]步骤七:去掉光刻胶，清洗，真空烘干后，在检测电极引出端用厚膜工艺印刷圆环形玻璃烧接料；
[0018]步骤八:将绝缘保护的蓝宝石环环盖在玻璃烧接料上面，用金属块压住，放入烧结炉中烧结；
[0019]步骤九:将内引线沾上铑导电浆料，放入微引线孔内，使铑导电浆料与电极引出端连上，放入烧结炉中烧结；
[0020]步骤十:在蓝宝石基片另一面，印刷圆环形玻璃烧接料，放在陶瓷基座上，用金属块压住，放入烧结炉中烧结；
[0021]步骤十一:将铑内引线点焊到陶瓷基座的金属引线柱上，制造出能够检测海水盐度的传感器芯片。
[0022]本发明一种检测海水盐度传感器芯片制造方法，还可以包括:
[0023]1、检测电极为3对或者3对以上，每对检测电极包括两个检测电极，每对检测电极间距小于相邻电极间距的和。
[0024]有益效果:
[0025]本发明包括一种对电极工作方式的冗余多电极对的盐度检测方法，并且发明了盐度检测芯片的制造方法。本发明针对上述电极式盐度检测传感器易形成电极极化，产生极化阻抗，测量误差较大等问题，提出冗余对电极盐度检测方法。其工作原理采用对电极加交流电，测量对电极电压，通过欧姆定律计算出电解液电导率，进而计算出盐度。本发明的盐度检测方法是通过所有电极对序列工作一周后，每对电极正反加电2次，检测出2次结果，最后对检测出盐度取平均值。正反加电和电极对轮流工作模式使电极不易产生极化，易消除检测误差，进而提高传感器盐度检测精度。
[0026]I 一种检测海水盐度传感器芯片制造方法，其特征在于以下十二个工步:蓝宝石基片清洗-激光打孔(引线过孔)-溅射铑膜-高温热处理-光刻掩模-离子束刻蚀-焊铑丝内引线-玻璃封接料印刷-蓝宝石环烧结-玻璃料印刷-陶瓷基座封装-内引线与引线柱焊接；
[0027]2盐度传感器的检测电极等间距分布在蓝宝石基片上同一个同心圆的四周，保证冗余设计的一致性；
[0028]3绝缘保护的蓝宝石环通过玻璃浆料封接在蓝宝石基片表面电极引出端及引线孔上，避免电极引出端及引线接触被测介质并参与电极检测而引起的盐度检测误差。
[0029]4盐度传感器芯片冗余制造3对及3对以上金属铑膜检测电极(4对、5对…7对)；
[0030]5盐度检测的对电极间距应小于相邻电极间距的和，减少相邻电极参与盐度检测的影响。
[0031]6芯片的封装采用玻璃浆料烧结法，将芯片烧结到陶瓷基座上，并将铑内引线焊接到陶瓷基座的金属引线柱上，形成能够检测海水盐度的传感器。
[0032]7盐度检测方法是通过所有电极对序列工作一周后，每对电极加电2次，检测出2次结果，最后对检测出盐度取平均值。电极对轮流工作模式使电极不易产生极化，易消除检测误差，进而提高传感器盐度检测精度。
【附图说明】
[0033]图1是检测海水盐度传感器芯片制造工艺方框流程图；
[0034]图2是蓝宝石基片上检测电极分布示意图；
[0035]图3是蓝宝石环封接在蓝宝石基片电极引出端示意图；
[0036]图4是传感器芯片封装在陶瓷基座示意图。
【具体实施方式】
[0037]下面将结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0038]本发明的目的是为了解决传统海水盐度传感器存在的以下问题:(I)结构体积大，制造繁琐、成本高；(2)缺少冗余设计，工作模式单一，难以实现检测电极的性能自诊断，且一旦检测电极失效则没有备份，只能更换产品。
[0039]以下结合附图进行详述:图1是蓝宝石基片上检测电极分布示意图，图2是蓝宝石环封接在蓝宝石基片电极引出端示意图，图3是传感器芯片封装在陶瓷基座示意图。
[0040]附图2注解:蓝宝石基片1、检测电极对2、检测电极对3、检测电极对4 ;
[0041]如图3注解:蓝宝石环5与蓝宝石基片I连接，焊盘和铑内引线6连接；
[0042]如图4注解:蓝宝石基片I与陶瓷基座7连接，铑内引线6和引线柱8连接。